Profilery: Zariadenia Na Meranie Drsnosti. Čo To Je? Optické, Laserové A Iné Bezkontaktné Modely

2024 Autor: Beatrice Philips | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-07 13:54

Profilometer Je špeciálne zariadenie na meranie drsnosti povrchu jednotlivých častí, mechanizmov a prvkov vyrobených z materiálov rôznej hustoty. Pomáha určiť kvalitu výrobku a potrebu dodatočného spracovania. Použitie, a najmä výber zariadenia, sú dôležitými krokmi takmer v každom výrobnom procese. Preto pred kúpou a uvedením do prevádzky meradla by ste mali podrobne preštudovať, aké typy profilometrov sú, ich funkčnosť a technologické vlastnosti.

Čo to je?

Index drsnosti povrchu - je to jedna z hlavných technických charakteristík kvality výrobku určeného na prácu v drsných podmienkach, ktoré zahŕňajú silné opotrebovanie materiálu výroby. Úroveň drsnosti určí celkovú kvalitu práce výrobku - jeho prevádzkové parametre a trvanie používania. Index drsnosti je veľmi dôležitý napríklad pre spaľovacie motory a iné podobné súčiastky a mechanizmy s veľkým počtom pohyblivých častí a prvkov.

Počas prevádzky na pracovných plochách takých mechanizmov prebiehajú kontinuálne procesy, ktoré majú negatívny vplyv na štruktúru a integritu materiálu:

• tvorba triesok, trhlín a otrepov rôznych veľkostí;
• mechanické opotrebovanie materiálu;
• erózia kovu, jeho čiastočné drvenie.

Na zvýšenie technických a prevádzkových vlastností výrobku, zlepšenie kvality jeho práce a predĺženie trvanlivosti dodatočné technologické spracovanie výrazne pomáha - brúsenie … Od toho bude závisieť úroveň drsnosti povrchu, ktorá sa meria profilometrom.

Takéto vznikajúce chyby môžu mať ešte väčší vplyv na kvalitu mechanizmu než vážne prehriatie alebo nárazy, a preto môžu spôsobiť jeho deformáciu rýchlejšie. A prehriatie samotného kovu sa najčastejšie vyskytuje v dôsledku nadmerného trenia, ktorého príčinou je nadmerná drsnosť povrchu jednotlivého prvku.

Drsnosť preto do značnej miery ovplyvňuje také technické ukazovatele materiálov, ako sú:

• odolnosť voči tvorbe korózie;
• všeobecná trvanlivosť;
• prípustný koeficient trenia.

Toto zariadenie vám umožňuje určiť presný stav povrchu materiálu, a čo je najdôležitejšie, potrebu jeho ďalšieho spracovania (čistenie alebo brúsenie).

Názory

Podľa princípu činnosti sú profilometre rozdelené na kontakt a bezkontaktné zariadenia. Kontaktné zariadenia sú vybavené špeciálnym oceľovým stylusom s tvrdou špičkou. Určuje úroveň drsnosti pohybujúcej sa po povrchu výrobku a poskytuje údaje na obrazovku nainštalovanú v tele zariadenia.

Bezkontaktné alebo optické profilometre určujú úroveň drsnosti súčiastky pomocou optického senzora a lasera, ktorý pri skúmaní povrchu zobrazuje získané údaje na špeciálnom miniatúrnom monitore. Pozrime sa podrobnejšie na oba typy profilometrov, vlastnosti ich prevádzky a hlavné technické vlastnosti.

Kontaktné profilometre

Ako ilustračný príklad zvážme jeden z najbežnejších kontaktných profilometrov - zariadenie s digitálnym čítaním modelu 296. Je to typický zástupca zariadení tejto triedy meracej techniky, ktorých činnosť je založená na indukčnej konverzii signálu. Tento merač je určený len na meranie drsnosti rovných povrchov. Kontaktný profilometr sa štrukturálne skladá z nasledujúcich prvkov:

• oceľové stylus s tvrdým, spravidla diamantovým hrotom;
• zariadenie na pohyb sondy;
• prevodník úrovne drsnosti;
• digitálny prevodník a zosilňovač výkonového signálu;
• displej alebo miniatúrny monitor;
• reverzné senzory na ovládanie sondy, smer jej pohybu;
• prepínač režimu merania;
• relé nastavenia časového intervalu.

Profil profil 296, ako aj zariadenia podobnej modifikácie, napríklad model profiler 130, sa považujú za stacionárne meracie zariadenie. Tieto zariadenia sa používajú hlavne na stanovenie drsnosti povrchov iba v laboratórnych, dielenských podmienkach.

Okrem nich však existujú aj mobilné alebo prenosné profilovače kontaktov s malými rozmermi. Napríklad ruský merací prístroj model TR-100 s piezoelektrickým prevodníkom.

Napriek tomu, že tento profilometer funguje na rovnakom princípe ako predchádzajúce modely, jeho funkčnosť vám umožňuje určiť úroveň drsnosti nielen na plochých, ale aj na konvexných a konkávnych povrchoch.

Úprava odčítania výstupného množstva alebo indikácie v model TR-100 vykonáva sa na úkor špeciálnej jednotky, dodatočne zabudovanej v hlavnom operačnom obvode zariadenia. Profilometer TR -100 má navyše širší rozsah merania - od 0,05 do 50 mikrometrov (μm). Jeho výraznou nevýhodou v porovnaní s laboratórnymi alebo dielenskými prístrojmi je nižšia presnosť určenia (rozdiel medzi modelmi je asi 10-12%).

Bezkontaktné profilometre

Na rozdiel od kontaktných modelov majú bezkontaktné profilometre viac možností. Preto sú dnes oveľa rozšírenejšie a častejšie sa používajú vo výrobe. Ich hlavnými výhodami sú možnosť vzdialeného skenovania, ako aj funkcia online prenosu dát a automatického výstupu informácií na monitor počítača alebo tlačiareň pre následnú tlač . Prípustná vzdialenosť alebo vzdialenosť od skúmaného povrchu bude závisieť od konkrétneho modelu meradla. Rovnako ako v prípade kontaktných modelov, bezkontaktné zariadenia sa tiež dodávajú v dvoch hlavných typoch - stacionárne a prenosné.

Bezkontaktný stacionárny profilometer s funkciou zaznamenávania získaného výsledku obsahuje nasledujúce prvky:

• pristávacia doska so špeciálnymi drážkami, v ktorých je upevnený testovaný materiál alebo výrobok;
• špeciálna laserová hlava na povrchové skenovanie;
• optické zariadenie s primárnymi meracími prevodníkmi - špeciálny snímač alebo snímač;
• vodiaci kanál pre prenos vĺn - vlnovod;
• počítačový uzol s vhodným používateľským rozhraním na ovládanie zariadenia a pripojenie ďalších záznamových zariadení k nemu.

Premyslená funkčnosť bezkontaktného optického profilometra vám umožňuje určiť a zobraziť na monitore veľmi veľké a vo väčšine prípadov vyčerpávajúce množstvo potrebných informácií. Podrobné údaje pomáhajú čo najpresnejšie stanoviť úroveň drsnosti povrchu a potrebu ďalšieho spracovania. Výsledné informácie obsahujú také dôležité ukazovatele, ako sú:

• profil skenovacej oblasti - pozdĺžny a priečny;
• maximálna prípustná presnosť merania pre konkrétny povrch;
• diskrétnosť (diskontinuita) meracieho kroku zariadenia;
• chyba čítania v čase skenovania, ako aj možná celková chyba.

Tieto profilometre okrem hlavnej funkčnosti poskytujú aj schopnosti zaznamenajte výsledky získané na špeciálny papier s termálnou tlačou . Samotný záznam je vykonávaný formou profilogramu, takže zariadenie je možné použiť aj ako plnohodnotný profilograf. Riadenie a monitorovanie skenovania sa vykonáva v samostatnom dialógovom režime, čo umožňuje opätovné meranie úrovne drsnosti nie na celom výrobku, ale iba v požadovaných oblastiach.

Ako príklad prenosného alebo mobilného bezkontaktného profilometra zvážte jeden z najobľúbenejších modelov tohto typu zariadenia - meter nemeckej výroby Mahr MarSurf PS1 . V tomto kompaktnom zariadení je riadiaci signál prenášaný do zodpovedajúceho obvodu pomocou špeciálneho optického senzora. Náhodné nedobrovoľné výkyvy (periodické čiastočné zmeny) vzdialenosti medzi skúmaným povrchom a čítacím prijímačom zariadenia sú kompenzované automatickým systémom na kalibráciu kroku merania.

Profilometer je vybavený pohodlným digitálnym displejom a špeciálnym výsuvným bezkontaktným stylusom. Rozsah merania drsnosti v prenosný model Mahr MarSurf PS1 sa pohybuje od 5 do 15 mikrometrov.

Rovnako ako všetky moderné mobilné profilometre, zariadenie funguje nielen z elektrickej siete, ale aj zo vstavaných batérií. Existujú aj modely s vyberateľnými batériami.

Ako si vybrať?

Výber meradla bude priamo závisieť od typu skúmaného povrchu a účelu, zložitosti testovaného predmetu. Stacionárne kontaktné a bezkontaktné profilometre poskytujú presnejšie a podrobnejšie posúdenie úrovne drsnosti materiálu . Drsnosť tvrdých povrchov, ako sú diely z uhlíkovej ocele, sa najlepšie meria diamantovým stylusom. Je pohodlnejšie vykonať operatívne alebo čiastočné hodnotenie kvality spracovania materiálu pomocou prenosného počítača prenosné zariadenie.

Optické bezkontaktné merače sú určené iba na skenovanie vyčistených materiálov - prach a nečistoty môžu výrazne zdeformovať výsledok.

V špecifických výrobných podmienkach sa odporúča na kontrolu takýchto povrchov používať kontaktné profilometre s tvrdými diamantmi, inak bude hodnota drsnosti nesprávna.